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后院里的進(jìn)化論

2015-09-10 07:22維多利亞·施萊辛格
飛碟探索 2015年11期
關(guān)鍵詞:牡蠣斑點(diǎn)適應(yīng)性

維多利亞·施萊辛格

從我的書架前走過(guò),稍加注意,就會(huì)發(fā)現(xiàn)那里有相當(dāng)多的書籍是關(guān)于野生動(dòng)物和植物的。比如,《北美西部鳥類名冊(cè)》《新熱帶哺乳動(dòng)物自然史》《加利福尼亞草類野外工作指南》,另外還有關(guān)于動(dòng)物頭骨、羽毛以及追蹤野生動(dòng)物的書籍??焖俜?,會(huì)看到各種趣味小知識(shí),以及讓人吃驚的事實(shí)。犀鳥巨型的喙真的只是用來(lái)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的?所有的蛞蝓都是雌雄同體?河貍一生只選擇一個(gè)伴侶?這些有趣的事實(shí),讓我在泡澡的時(shí)候,無(wú)暇閱讀那些花邊新聞小報(bào)。

最不可思議的是,這些野外指南會(huì)把事實(shí)弄錯(cuò):按照他們描述夸張的信息和圖片,我后院里的美洲知更鳥跟飛越亞利桑那州山脈,或者沿著英屬哥倫比亞飛行的知更鳥沒(méi)什么區(qū)別,知更鳥就是知更鳥。大多數(shù)人都把物種看作一個(gè)單一的概念,即一組具有相同特征的生物體,就像約翰·詹姆斯·奧杜邦油畫里畫的那樣,可以用一種模樣總結(jié)。但事實(shí)要精細(xì)得多。

在一個(gè)物種形成之前的一段時(shí)期,一組具有相似特征的生物個(gè)體之間會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)變化,這些變化會(huì)一個(gè)基因接一個(gè)基因地把它們從祖先物種變成新物種。自從亞里士多德時(shí)期以來(lái),在哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)處這些變化累加起來(lái)可以區(qū)分新的物種,一直被爭(zhēng)論不休。讓事情更加復(fù)雜的,是我們用來(lái)描述物種的基本實(shí)驗(yàn)——是否能夠產(chǎn)生可生育的后代——最多也只能說(shuō)是勉強(qiáng)站得住腳。我們知道,當(dāng)灰熊和北極熊交配,或者郊狼和狼交配,會(huì)產(chǎn)生具有雙親特征的雜交后代。因此, 有26種不同概念來(lái)角逐物種的定義,就一點(diǎn)也不奇怪了。與其說(shuō)物種是由具有一組固定特征的個(gè)體組成,倒不如說(shuō)這些特征是一個(gè)變化著的連續(xù)體中的一組暫時(shí)性集合。野外指南將物種特征的多樣性掩蓋,是因?yàn)樗鼈儾坏珨?shù)目龐大,并且處在不斷變化之中,想要把它們記在紙上,實(shí)在是不可能的。

格紋蛺蝶

正常的白樺尺蛾(上)與污染區(qū)的白樺尺蛾(下)

長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)家對(duì)同一個(gè)物種中的驚人多樣性有了一些認(rèn)識(shí),但是他們認(rèn)為這些多樣性反映的是百萬(wàn)年中不斷進(jìn)化的結(jié)果。根據(jù)20世紀(jì)40年代偉大的進(jìn)化生物學(xué)家恩斯特·邁爾的說(shuō)法,這種區(qū)分通過(guò)地理隔離,在一組個(gè)體和同一物種中其他個(gè)體間得到加強(qiáng)。所謂地理隔離,指的或許是一座山脈,或許是一片沙漠,這使得不同地方的個(gè)體之間無(wú)法進(jìn)

行交配生育,經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)間,形成不同物種。如果沒(méi)有這種隔離,基因流動(dòng)將會(huì)肆無(wú)忌憚。但是這種隔離一旦持續(xù)下去,就會(huì)使不同群體間的差異越來(lái)越大,最終導(dǎo)致新物種形成。

20世紀(jì)60年代中期,《人口炸彈》的作者保羅·埃爾利希,和他在斯坦福大學(xué)的同事彼得·雷文一起,向邁爾關(guān)于物種形成的定義發(fā)起挑戰(zhàn)。他們研究了加利福尼亞州碧玉嶺生物保護(hù)區(qū)的格紋蛺蝶,很快就發(fā)現(xiàn),他們研究的不是單一的群體。通過(guò)多年對(duì)蝴蝶的捕獲、標(biāo)記、再捕獲,他們證明,在50公頃的適宜生境內(nèi),整個(gè)格紋蛺蝶種群由三個(gè)不同的群體組成,這些群體雖然鄰近,但是幾乎沒(méi)有相互交流。

1969年,埃爾利希和雷文在一篇經(jīng)典文獻(xiàn)中提出,基因流動(dòng)并不像邁爾和他的支持者堅(jiān)持認(rèn)為的那樣,而是可預(yù)見并且無(wú)所不在的,并因此造成同一個(gè)種群中相鄰近的群體具有同樣的進(jìn)化趨異特性。他們同時(shí)聲稱,地理隔離和基因流動(dòng)對(duì)進(jìn)化趨異的作用并沒(méi)有自然選擇那樣重要,配偶選擇、天氣、疾病和捕食這些因素,使得更加適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體能夠存活,并且傳遞它們的遺傳性狀。例如,埃爾利希和雷文提出,如果沒(méi)有自然選擇,地理隔離的種群會(huì)保持不變,而在其他情況下,自然選擇的作用會(huì)蓋過(guò)基因流動(dòng)。

埃爾利希和雷文并不是最先發(fā)現(xiàn)鄰近群體間的進(jìn)化趨異現(xiàn)象的人,只不過(guò)他們的觀點(diǎn)得到了嚴(yán)密的野外考察工作的支持,引起了其他科學(xué)家的注意。在加州大學(xué)圣克魯茲分校工作的約翰·湯姆森是一名頂尖的生態(tài)學(xué)家和進(jìn)化生物學(xué)家,他解釋說(shuō),20世紀(jì)的生物學(xué)家注意到了鄰近群體之間進(jìn)化趨異的證據(jù),但是很少有人真正把研究重點(diǎn)放在這上面。“最普遍的情況就是說(shuō)‘啊,這真有趣’,然后去關(guān)注其他問(wèn)題?!睖飞f(shuō)。

在數(shù)十年間,支持這一現(xiàn)象的證據(jù)已經(jīng)堆積如山。在南加州,有兩種居住地僅隔數(shù)米的竹節(jié)蟲,它們具有不同的外觀,分別適應(yīng)了不同種類的樹叢。在康涅狄格州,相隔百米的蠑螈在行為模式和進(jìn)食偏好上也不相同。與其他同類相距僅10米的車前草,產(chǎn)生了更好抵御真菌的適應(yīng)性。還有很多其他的例子,就不一一列舉了。

暗斑鈍口螈(上)與斑點(diǎn)鈍口螈(下)

奧林匹亞牡蠣又名淺黃牡蠣,分布于北美太平洋沿岸。

在海洋中,科學(xué)家把種群看作一個(gè)沒(méi)有實(shí)際邊界的單一生物群體——隨著海洋環(huán)流漂流數(shù)周的幼蟲,可以造成廣泛分布的強(qiáng)基因流動(dòng)。盡管如此,在相距僅50米的地方,也有許多具有不同適應(yīng)性的群體。最近的一篇綜述列舉了59例記錄進(jìn)化適應(yīng)性的研究,而海洋生物學(xué)家曾經(jīng)一度認(rèn)為這種適應(yīng)性的實(shí)例并不存在?!皻v史上認(rèn)為海洋系統(tǒng)中不存在局部適應(yīng)性的觀點(diǎn)已經(jīng)被拋棄了,”加州大學(xué)戴維斯分校的海洋生物學(xué)家埃里克·桑福德說(shuō),“現(xiàn)在大家對(duì)這種海洋生物種群局部適應(yīng)性何時(shí)產(chǎn)生、在哪里產(chǎn)生的研究興趣正在增長(zhǎng)?!?/p>

在曾經(jīng)被認(rèn)為異常的進(jìn)化適應(yīng)性的例子中,沒(méi)有比19世紀(jì)英國(guó)的一例更廣為人知。在工業(yè)革命開始的時(shí)候,常見的白樺尺蛾是淺色的,這使得它們?cè)诿旱V周圍被煤灰覆蓋的地貌中很容易被發(fā)現(xiàn)。捕食者能輕易看到白樺尺蛾,這使得半個(gè)世紀(jì)內(nèi),污染區(qū)域中的白樺尺蛾的深色變種占據(jù)優(yōu)勢(shì)數(shù)量。需要指出的是,蛾最多可以遷徙54千米的距離,所以理論上,淺色的白樺尺蛾和深色的變種可以交配并且交換基因,以此沖淡深色變種的主導(dǎo)性優(yōu)勢(shì)。但是,在這里自然選擇作用蓋過(guò)了基因流動(dòng),驅(qū)使白樺尺蛾的種群分為兩個(gè)不同的群體,分別適應(yīng)不同的環(huán)境。20世紀(jì)60年代以來(lái),《空氣污染保護(hù)法》的施行使被煤灰污染的地域恢復(fù)了正常,深色的白樺尺蛾變種數(shù)量也一直在減少。

快速的地域進(jìn)化或許可以拯救我們的星球

過(guò)去的數(shù)十年中,生物學(xué)家才開始理解同一種群中的進(jìn)化趨異可以在短時(shí)間內(nèi)快速發(fā)生。我們后院里那些沒(méi)有翅膀的昆蟲和小型兩棲動(dòng)物,很有可能正在趨異的過(guò)程中:可能是看上去稍微有點(diǎn)不同了,也可能是行為模式略微發(fā)生變化,抑或是開始蹣跚學(xué)步般踏上了成為新物種的旅程,跟街道另一端的群體區(qū)分開來(lái)。就在你品嘗著雞尾酒看日落的時(shí)候,進(jìn)化就在你家后院的動(dòng)物和植物身上緊張激烈地進(jìn)行著。

耶魯大學(xué)的生態(tài)學(xué)家大衛(wèi)·斯克利監(jiān)督了部分最新的生態(tài)學(xué)研究,他說(shuō):“我們的觀點(diǎn)逐漸從‘這種事情也能發(fā)生’向‘我們一直就知道它是存在的’轉(zhuǎn)變,不會(huì)有比這更公開的、表示尊重的方法了?!贝送?,在這個(gè)野生環(huán)境逐漸衰退、氣候變化空前的時(shí)代,快速的地域進(jìn)化可能成為拯救我們這個(gè)星球的一部分:在迅速變化的世界中,快速變化的高手才能最好地掌握生存法則。

在2013年發(fā)表的著作《毫不留情的進(jìn)化》中,湯姆森提倡對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步研究。他寫道:“正確理解局部適應(yīng)性的空間尺度,對(duì)正確理解進(jìn)化的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)具有至關(guān)重要的意義?!?014年春天,包括斯克利和普羅維登斯大學(xué)的喬納森·理查森在內(nèi)的一組生態(tài)學(xué)家,在《 生態(tài)學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)研究進(jìn)展(TREE)》期刊上發(fā)表了一篇文章,將關(guān)注的焦點(diǎn)放在了最微小的空間尺度上,也就是不同群體之間的最短距離。他們說(shuō),由于包括科研偏倚在內(nèi)的多種原因,對(duì)這些系統(tǒng)的研究實(shí)在是少之又少。

理查森說(shuō):“小空間尺度上的進(jìn)化一直不是研究的重點(diǎn),我甚至覺(jué)得在很大程度上它被回避著,以保證你的研究能夠找到你所期盼的進(jìn)化趨異現(xiàn)象?!?/p>

不管怎樣,生物學(xué)的野外研究都是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)成本很高的工作。它需要良好的資金支持和充足的時(shí)間,并且為了保證進(jìn)一步的研究能夠獲得支持,還要確保最終的研究結(jié)果足夠吸引人。如果一個(gè)年輕科學(xué)家想要研究進(jìn)化趨異,保障自己的啟動(dòng)資金,最好還是選擇相距很遠(yuǎn)的群體來(lái)研究,這樣基本上能夠保證這些群體之間不會(huì)有基因流動(dòng)。

理查森及其同事發(fā)現(xiàn),對(duì)于群體局部適應(yīng)性的研究,找不到一個(gè)對(duì)空間尺度進(jìn)行量化的普適方法。他們對(duì)和研究局部適應(yīng)性的科學(xué)家之間的對(duì)話感到挫敗,因?yàn)檫@些科學(xué)家會(huì)說(shuō)“很驚訝”能在他們研究的群體中發(fā)現(xiàn)進(jìn)化趨異?!澳銈?yōu)槭裁磿?huì)感到驚訝呢?”理查森問(wèn)道。他們通常會(huì)回答說(shuō):“我們本來(lái)預(yù)期它們會(huì)進(jìn)行很多基因交換?!钡菍?duì)這一觀察并沒(méi)有量化數(shù)據(jù)進(jìn)行支持,沒(méi)有一個(gè)可以運(yùn)用于不同種群的方法。

為了彌補(bǔ)這一缺陷,理查森及其同事提出了一個(gè)關(guān)于這種現(xiàn)象的具體定義——微地理適應(yīng),即在一個(gè)地理尺度之內(nèi)(對(duì)大多數(shù)種群而言,該尺度可以測(cè)量),一個(gè)群體通過(guò)在其間移動(dòng)并且有規(guī)律地分享基因而發(fā)生的適應(yīng)現(xiàn)象。理查森說(shuō),經(jīng)典進(jìn)化理論中,在相鄰地域之間發(fā)現(xiàn)這種適應(yīng)性分隔是一件很令人吃驚的事,“你會(huì)看到在那個(gè)群體的個(gè)體之間,有90%至95%的基因流動(dòng)是被共享的”。

理查森及其同事正在撰寫一篇后續(xù)文章,以分析一大批涵蓋不同物種的局部適應(yīng)性研究,這些研究中包含了地理范圍信息。他們希望通過(guò)這些信息,能夠確定可以用于不同物種的臨界值,以定義微地理適應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生。

康涅狄格大學(xué)的生態(tài)學(xué)家馬克·厄本是這篇文章的作者之一,他領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)微地理適應(yīng)的實(shí)例研究項(xiàng)目,試圖闡明自然界最宏大的進(jìn)化力量在微小世界中的作用方式。厄本將這一研究建立在湯姆森等生態(tài)學(xué)家的工作之上。在過(guò)去的數(shù)十年中,研究顯示進(jìn)化可以影響局部生態(tài),對(duì)此進(jìn)行研究有助于將原本分開的生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)融合起來(lái)。

厄本花了將近 10年的時(shí)間,在康涅狄格州闊葉林里的池塘周圍埋頭苦干,檢測(cè)蠑螈群體的復(fù)雜組成。他的研究始于對(duì)一種有趣現(xiàn)象的觀察:在一些溫暖的池塘中,斑點(diǎn)鈍口螈群體非常興盛,而僅僅100米之外的其他池塘中,它們卻數(shù)量有限。傳統(tǒng)上,生態(tài)學(xué)家認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的原因是更好的藏身場(chǎng)所、獵物的存在等一些環(huán)境因素,但是厄本發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更為復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中,自然選擇與對(duì)棲息地點(diǎn)和配偶的選擇(這種隔離機(jī)制由另一位偉大的進(jìn)化生物學(xué)家狄奧多西·多布贊斯基在20世紀(jì)40年代提出)一起,驅(qū)動(dòng)了微地理適應(yīng)的發(fā)生。

通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的研究,厄本發(fā)現(xiàn),在那些并非溫暖的池塘中,暗斑鈍口螈很大程度上依賴斑點(diǎn)鈍口螈作為食物來(lái)源,直到斑點(diǎn)鈍口螈所剩無(wú)幾。斑點(diǎn)鈍口螈則在生命的前五周內(nèi)大量進(jìn)食,導(dǎo)致暴露在捕食者的視野中,但是生長(zhǎng)迅速。 存活下來(lái)的斑點(diǎn)鈍口螈生長(zhǎng)如此迅速,以至于很快就大到讓暗斑鈍口螈無(wú)法下嘴。這些成功存活下來(lái)的斑點(diǎn)鈍口螈通過(guò)交配,將自己貪婪進(jìn)食和快速生長(zhǎng)的基因傳遞給下一代,這是自然選擇的經(jīng)典一例。

驅(qū)動(dòng)不同大陸間進(jìn)化趨異的作用力同樣存在于街對(duì)面

但是斑點(diǎn)鈍口螈為什么會(huì)有這種行為差異?在一個(gè)冬天,厄本發(fā)現(xiàn)他研究的池塘有一部分會(huì)凍結(jié),而其他部分則不會(huì)。周期性凍結(jié)會(huì)消滅暗斑鈍口螈,但是斑點(diǎn)鈍口螈則不受影響,這些斑點(diǎn)鈍口螈因此能夠度過(guò)一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)、生長(zhǎng)

相對(duì)緩慢的青春期。

另一方面,快速生長(zhǎng)的斑點(diǎn)鈍口螈的適應(yīng)性由紛繁講究的擇偶偏好以及對(duì)它們生存的池塘的忠誠(chéng)等原因共同造成,這些行為減少了基因流動(dòng)。當(dāng)斑點(diǎn)鈍口螈離開自己的棲息地跑到鄰近的池塘去時(shí),它們并不受歡迎,沒(méi)有愿意同它們交配的蠑螈。如果一個(gè)外來(lái)的斑點(diǎn)鈍口螈走運(yùn)獲得了交配權(quán),它的后代也很可能由于無(wú)法良好地適應(yīng)環(huán)境而被吃掉。

厄本需要思考這樣一個(gè)問(wèn)題,即他觀察到的這些變化,是如他猜測(cè)的那樣因基因變異造成的,還是僅僅是可塑的。 換句話說(shuō),就是那些已經(jīng)存在于基因庫(kù)中、需要的時(shí)候才進(jìn)行表達(dá)的基因,而不是一種新的變異。生物體基因表達(dá)方式和生命世代中對(duì)本地環(huán)境的適應(yīng)性有很廣泛的幅度范圍。這些變化可以是物質(zhì)的、行為的、生理的,但是它們不是永久性的,也不會(huì)傳遞到下一代身上。

他最終通過(guò)常見的園藝實(shí)驗(yàn)證實(shí)了自己的猜測(cè),這種實(shí)驗(yàn)經(jīng)常被科學(xué)家用來(lái)證明性狀是遺傳的而不是可塑的。厄本的做法是將兩種不同的斑點(diǎn)鈍口螈放在同樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,如果它們的第一代后代就產(chǎn)生了性狀變化,那就說(shuō)明這些性狀是可塑的;如果它們保留了親本性狀,那么這些保留的性狀就是由基因編碼的。對(duì)斑點(diǎn)鈍口螈性狀的研究技術(shù)性很

低,并且工作單調(diào)冗長(zhǎng),但是可以證明這些性狀是由基因編碼的。因此,當(dāng)基因編碼改變的時(shí)候,一些外部特征(比如行為或者生理)也會(huì)改變。

很明顯,這些研究結(jié)果需要通過(guò)對(duì)基因組本身的分析來(lái)支持。在理查森的幫助下,厄本正在分析斑點(diǎn)鈍口螈基因組中負(fù)責(zé)快速生長(zhǎng)和巨大胃口的基因片段,目前他正在等待最終的分析結(jié)果。

在相鄰的斑點(diǎn)鈍口螈群體中發(fā)現(xiàn)趨異性,提醒我們這樣一個(gè)令人難以置信的現(xiàn)實(shí),那就是物種真的是相似度一直處在不斷演化中的各種群體的組合。物種這一概念缺乏絕對(duì)定義,導(dǎo)致對(duì)面臨滅絕威脅的動(dòng)植物的保護(hù)工作更加復(fù)雜。例如,對(duì)于到底應(yīng)該保護(hù)哪些群體,目前已經(jīng)有了爭(zhēng)議。理查森說(shuō):“微地理適應(yīng)性讓我們面臨這樣的局面,那就是基因差異和具有不同基因組的群體之間的空間距離,可能比此前認(rèn)定的要小很多?!?/p>

對(duì)一些自然資源保護(hù)論者來(lái)說(shuō),微地理適應(yīng)可以為保護(hù)一個(gè)物種中的每一個(gè)群體的必要性提供進(jìn)一步證據(jù),因?yàn)槊恳粋€(gè)群體都是獨(dú)一無(wú)二、不可替代的。這種新的理論認(rèn)識(shí)或許還能協(xié)助物種修復(fù)工作,因?yàn)槿绻芯空邔?duì)具有不同適應(yīng)性的群體的理解更具體,可以決定一個(gè)處在危機(jī)邊緣的物種是否能夠成功生存下去。

在這方面有一個(gè)很好的例子,即19世紀(jì)50年代以前生活在舊金山灣的奧林匹亞牡蠣。這種牡蠣從南加州河口到加拿大都有分布,但是饑餓的淘金者把舊金山灣的牡蠣吃了個(gè)精光。本地的牡蠣物種還保留有種子,修復(fù)它們海岸棲息地的工作也正在進(jìn)行,很可能會(huì)產(chǎn)生更多牡蠣養(yǎng)殖場(chǎng)。增殖牡蠣的方式之一是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的(一種試管牡蠣),但科學(xué)家仍然需要從野外采集可以繁殖的牡蠣來(lái)給試管牡蠣授精。問(wèn)題在于,微地理適應(yīng)表明,不同群體之間的差異如此顯著,到底應(yīng)該采集哪里的野生牡蠣呢?

吉爾·拜博是加州大學(xué)戴維斯分校的一名海洋生物學(xué)博士研究生,她為這一問(wèn)題提供了一些有趣的答案。她發(fā)現(xiàn),舊金山灣的奧林匹亞牡蠣雖然在不同群體之間有基因流動(dòng),但是它們根據(jù)距離淡水的遠(yuǎn)近程度產(chǎn)生了分化。淡水從三角洲向北流至灣區(qū)的盡頭,使得南邊的水體鹽度更高。拜博發(fā)現(xiàn),南邊的牡蠣在鹽度過(guò)低時(shí)會(huì)死亡,而北邊的群體則能在低鹽環(huán)境下很好存活。舊金山灣河流和三角洲系統(tǒng)的氣候變化模型顯示,淡水注入將在今后數(shù)十年中變得更加平常。“ 如果我們考慮到長(zhǎng)期的鹽度變化?!彼f(shuō),“那么或許應(yīng)該使用舊金山灣北部的牡蠣群體來(lái)補(bǔ)充整個(gè)種群,以增加基因多樣性,并且提高整個(gè)牡蠣種群對(duì)將來(lái)環(huán)境壓力的適應(yīng)性?!?/p>

對(duì)湯姆森等人來(lái)說(shuō),微地理適應(yīng)的重要性更加微妙——它進(jìn)一步闡釋了進(jìn)化猖獗肆虐的本質(zhì)。進(jìn)化并不是人們一度想象的那樣,是一個(gè)莊嚴(yán)的、稀有的并且緩慢的過(guò)程,而是一個(gè)在自然界中從最大尺度到最小尺度都始終存在的作用。 自然選擇產(chǎn)生恒定的變化,這種變化被湯姆森稱為“工作日進(jìn)化”。動(dòng)物和植物相互角力,以適應(yīng)周圍波動(dòng)的環(huán)境。群體從一個(gè)世代到另一個(gè)世代,總是這樣或那樣演化著。

大片有間隔的土地本可以為無(wú)數(shù)當(dāng)?shù)厝后w提供生存場(chǎng)所,讓自然選擇在其間游蕩,不同群體的生存就像各種小型進(jìn)化實(shí)驗(yàn)一樣,或繁盛,或衰退。

物種保護(hù)的終極課題是保護(hù)各種各樣的群體(現(xiàn)代條件使這一點(diǎn)變得可能),最理想的是這些群體具有遺傳多樣性。氣候變化使得動(dòng)植物的生存環(huán)境面臨挑戰(zhàn)。羅賓·衛(wèi)普爾斯,美國(guó)國(guó)家海洋大氣管理委員會(huì)的高級(jí)科學(xué)家,同時(shí)也是一名鮭魚專家,把這種遺傳多樣性比作多樣化的金融組合:其中一些或許會(huì)失敗,但另一些會(huì)贏,至少不會(huì)沉底。

“如果你有一系列多樣化的、能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的群體,在環(huán)境變化的條件下,這就像是很多個(gè)小實(shí)驗(yàn)。”衛(wèi)普爾斯解釋說(shuō),“總體上講,在物種遭遇滅絕危機(jī)之前,其中一些群體通過(guò)進(jìn)化適應(yīng)了環(huán)境的可能性會(huì)更高。 無(wú)論從短期的生態(tài)框架來(lái)看,還是從長(zhǎng)期的進(jìn)化框架來(lái)看,局部適應(yīng)都具有緩沖作用。”

那么困境就變成了如何更好地支持遺傳多樣性。跟金融市場(chǎng)不同,不加限制的自由對(duì)自然界來(lái)說(shuō)剛好如魚得水。大片有間隔的土地本可以為無(wú)數(shù)當(dāng)?shù)厝后w提供生存場(chǎng)所,讓自然選擇在其間游蕩,不同群體的生存就像各種小型進(jìn)化實(shí)驗(yàn)一樣,或繁盛,或衰退。然而在現(xiàn)實(shí)中,這早就不可能了。我們生存在一個(gè)只要可能,像走廊般狹小的自然環(huán)境都會(huì)被縫合的時(shí)代?!拔覀儸F(xiàn)在所做的一切,都是為了想辦法適應(yīng)大型空間尺度上的進(jìn)化不適用于我們研究的現(xiàn)實(shí),也沒(méi)有這種進(jìn)化過(guò)程導(dǎo)致的局部滅絕事件供我們研究的局面?!睖飞f(shuō),“但是,局部適應(yīng)確實(shí)是進(jìn)化過(guò)程的一部分,無(wú)論我們做什么樣的努力,都必須以最佳的方式讓這一過(guò)程能夠在更小的尺度上得到延續(xù)?!?/p>

如果我們能做到這一點(diǎn),100年之后,或許我們無(wú)法在自己的后院里找到適應(yīng)性完全相同的生物群體,卻很可能找到

一些非常相似的。

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